熱光長(zhǎng)周期波導(dǎo)光柵輔助的非對(duì)稱Y分支模式開(kāi)關(guān)研究.pdf

1、進(jìn)入超寬帶和LTE時(shí)代后，隨著電子商務(wù)、大數(shù)據(jù)以及云計(jì)算等新興業(yè)務(wù)快速發(fā)展，人們對(duì)信息服務(wù)的需求量進(jìn)一步增長(zhǎng)。但由于光纖非線性效應(yīng)等問(wèn)題的限制，現(xiàn)有單模光纖通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量正在逼近香農(nóng)極限，無(wú)法繼續(xù)滿足日益增長(zhǎng)的用戶需求。作為進(jìn)一步提高光纖系統(tǒng)傳輸容量的重要途經(jīng)之一，基于少模光纖的模分復(fù)用技術(shù)引起了廣泛專注。包括模式轉(zhuǎn)換器和模式復(fù)用/解復(fù)用器在內(nèi)的模分復(fù)用器件是少模光纖模分復(fù)用系統(tǒng)的重要組成部分，目前仍處于探索研究與完善的階段。

2、>　　針對(duì)目前研究的不足，本文提出并設(shè)計(jì)制作了熱光長(zhǎng)周期波導(dǎo)光柵輔助的非對(duì)稱Y分支模式開(kāi)關(guān)，器件分別采用EpoClad和EpoCore聚合物材料制作波導(dǎo)包層和芯層，利用聚合物材料的熱光效應(yīng)，通過(guò)上包層表面電極通電升溫在非對(duì)稱Y分支主干波導(dǎo)引入熱光側(cè)壁長(zhǎng)周期波導(dǎo)光柵，將模式轉(zhuǎn)換與模式復(fù)用/解復(fù)用功能相結(jié)合，并通過(guò)調(diào)節(jié)電壓電流改變電極溫度來(lái)調(diào)諧熱光長(zhǎng)周期光柵的耦合效率，構(gòu)成了可重構(gòu)可調(diào)諧的工作特性更全面的熱光模式開(kāi)關(guān)器件。該器件不僅能實(shí)現(xiàn)L

3、P01模和LP11a模的復(fù)用和解復(fù)用，通過(guò)熱光長(zhǎng)周期光柵的模式轉(zhuǎn)換，還能將LP01模和LP11a模有選擇性地通過(guò)Y分支的兩分支臂輸出，因此具有一定路由功能。
　　本文圍繞所提出的熱光模式開(kāi)關(guān)的工作特性，首先分析了相關(guān)理論和工作原理，之后利用仿真軟件對(duì)器件結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)仿真，在此基礎(chǔ)上使用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備分別制作了非對(duì)稱Y分支波導(dǎo)、熱光長(zhǎng)周期波導(dǎo)光柵模式轉(zhuǎn)換器以及基于前兩者設(shè)計(jì)的熱光模式開(kāi)關(guān)，最后分別對(duì)制作的器件樣品進(jìn)行了性能測(cè)試。

4、
　　測(cè)試結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)制作的非對(duì)稱Y分支波導(dǎo)應(yīng)用于模式解復(fù)用時(shí)，最小插入損耗為12.01 dB，兩分支臂間串?dāng)_在波長(zhǎng)為1566 nm時(shí)為-26.86 dB；應(yīng)用于模式復(fù)用時(shí)，寬臂復(fù)用的最小插入損耗為12.61 dB，窄臂復(fù)用的最小插入損耗為17.26 dB。制作的熱光長(zhǎng)周期波導(dǎo)光柵模式轉(zhuǎn)換器能實(shí)現(xiàn)LP01模和LP11a模之間的模式轉(zhuǎn)換，且可利用熱光效應(yīng)調(diào)諧其耦合強(qiáng)度，測(cè)得其表面電極外接電壓電流為（3.8 V，0.14 A）時(shí)樣品